Аннотация:
Вскоре после того, как римский космический телескоп НАСА Нэнси Грейс поднялся в воздух, он получил хорошие новости, которые намного превзошли все ожидания. Из-за чрезвычайно точной траектории запуска, расхода топлива для первой коррекции орбиты намного ниже запланированного, а также фактического веса телескопа ниже первоначального проектного значения, НАСА в настоящее время оценивает, что топливо, перевозимое Римским космическим телескопом, может поддерживать миссию научных наблюдений в течение как минимум 22 лет, что более чем в два раза превышает первоначальный 10-летний расчетный срок службы.
Римский космический телескоп был запущен 30 августа 2026 года на борту ракеты SpaceX Falcon Heavy из Космического центра Кеннеди во Флориде, США, с целью направиться ко второй точке Лагранжа L2 между Солнцем и Землей, находящейся на расстоянии около 1,6 миллиона километров от Земли. Первоначально НАСА подготовило 10-летний запас топлива для телескопа, исходя из пятилетней основной миссии и пятилетней расширенной миссии. Однако фактические характеристики миссии оказались намного лучше, чем ожидалось, что позволило сэкономить большое количество топлива, первоначально использовавшегося для орбитальных маневров.
Одной из наиболее важных экономий стала первая коррекция орбиты на середине курса после запуска. Когда 31 августа Римский телескоп совершил первую масштабную коррекцию орбиты, результаты работы двигателя совпали с ожидаемой траекторией более чем на 99%. В итоге он израсходовал всего около 40 фунтов или 18 килограммов гидразинового топлива. Перед запуском команда миссии зарезервировала для этой операции 441 фунт или 200 килограммов топлива. Другими словами, фактический расход топлива при этой коррекции составил менее 10% от первоначального плана.
Причина, по которой может быть достигнута столь значительная экономия топлива, связана, прежде всего, с чрезвычайно точным запуском ракеты Falcon Heavy. Первоначальная траектория полета ракеты после отправки Романа в космос была очень близка к идеальному маршруту, поэтому вносить серьезные коррективы в сам телескоп не потребовалось. Впоследствии собственная навигационно-движительная система Романа точно выполнила эту небольшую корректирующую операцию.
Джейми Данн, директор Центра космических полетов имени Годдарда НАСА, сказал, что группа по орбитальной динамике провела тщательное планирование, команда по эксплуатации миссии выполнила все точно, а SpaceX добилась точных запусков, поэтому в настоящее время у Романа есть как минимум 22 года потенциального топлива для научных операций.
Еще одна важная причина заключается в том, что фактический стартовый вес Римского космического телескопа ниже максимального расчетного веса. Когда НАСА проектировало миссию на ранних стадиях, бюджет топлива был основан на консервативном максимальном весе около 21 605 фунтов, или 9 800 килограммов, чтобы гарантировать, что даже если конечный космический корабль окажется тяжелее, чем ожидалось, не возникнет проблем с нехваткой топлива.
Но фактический вес Романа после завершения составил всего 17 760 фунтов, что составляет около 8 056 килограммов, что примерно на 2 тонны легче запланированного максимального веса. Поскольку космический корабль легче и ему требуется меньше топлива для завершения коррекции орбиты, команды на земле могут максимально заполнить топливные баки перед запуском, а не только заправлять топливо, необходимое для 10-летней миссии.
В конечном итоге общий вес Романа при запуске составил примерно 20 224 фунта, или 9 173,5 килограмма, что все же примерно на полтонны меньше максимального веса, разрешенного конструкцией. Таким образом, большие запасы топлива доставляются непосредственно в космос, обеспечивая дополнительную гарантию будущих долгосрочных операций.
НАСА также ожидает, что вторая коррекция орбиты Романа на середине курса позднее в этом месяце также позволит сэкономить топливо, чем первоначально планировалось. Размер второй коррекции был значительно уменьшен благодаря точному выполнению первой коррекции, и затем в начале декабря телескоп совершит последние орбитальные маневры, чтобы выйти на свою последнюю орбиту вокруг L2. Текущие расчеты показывают, что обе операции, как ожидается, будут потреблять меньше топлива, чем первоначально планировалось, и, таким образом, в конечном итоге могут привести к дальнейшему увеличению запасов топлива Романа, которые можно будет использовать для будущих научных наблюдений.
После прибытия Романа на L2 основная работа двигательной установки сменится на регулярное поддержание орбиты. Чтобы оставаться на цели, телескопу необходимо вносить небольшие поправки в положение и орбиту примерно каждые 28 дней. Кроме того, ему также необходимо регулярно использовать двигатели для разгрузки импульса, накопленного реактивным маховиком, чтобы поддерживать способность телескопа точно наводить на цель. Эти операции требуют гораздо меньше топлива, чем крупные орбитальные маневры на пути к L2.
Значительная экономия топлива также означает, что у НАСА нет необходимости рассматривать возможность проведения миссии по пополнению запасов Романа в краткосрочной перспективе. Фактически, Роман рассматривал возможность будущего пополнения запасов в космосе с самого начала разработки проекта. НАСА даже установило специальный захватный интерфейс в нижней части телескопа, оснащенный отражателями и внешними контрольными маркерами, чтобы будущие роботизированные космические корабли снабжения могли приближаться, захватывать и стыковаться с телескопом.
Роман также является одним из первых крупных научных телескопов НАСА, который учитывает будущие возможности пополнения запасов на орбите еще на стадии проектирования. Изоляция вокруг отверстия для заправки топливом специально разработана, чтобы робот мог легко открываться и закрываться. Руководитель проекта НАСА Джеки Таунсенд заявила, что, хотя ремонтопригодность «Романа» далека от ремонтопригодности космического телескопа «Хаббл», в настоящее время у него есть базовые условия, необходимые для выполнения автоматических миссий по сближению, захвату, стыковке и пополнению запасов в будущем.
Однако у США на данный момент нет готового космического корабля, который мог бы выйти на позицию L2 примерно в 1,6 миллиона километров от Земли и конкретно обеспечить снабжение Романа. Некоторые компании в Соединенных Штатах разрабатывают орбитальные спутники снабжения, но в настоящее время они в основном ориентированы на миссии на низкой околоземной и геостационарной орбите. Таким образом, даже если Роману действительно потребуется дополнить топливо в будущем, НАСА все равно придется дождаться дальнейшего развития соответствующих технологий и коммерческих услуг.
Помимо двигательной установки, текущее состояние другого оборудования Романа также удовлетворительное. 1 сентября телескоп открыл крышку апертуры оптической системы, позволив звездному свету впервые попасть на главное зеркало. Затем НАСА начало серию проверок телескопа и научных инструментов.
Официальные лица НАСА заявили, что все предварительные результаты проверки пока хорошие. Широкомасштабный имидж-сканер Ломанна получил ранние данные. Все его 18 детекторов находятся в нормальном состоянии. Зеркала и детекторы постепенно остывают, как и ожидалось. Все основные проверки подключения, тока и другие базовые проверки пройдены. Другой коронограф, предназначенный для непосредственного получения изображений экзопланет, также хорошо показал себя в предварительных проверках. НАСА ожидает, что Роман официально перейдет к стадии научных наблюдений, когда телескоп завершит последующую отладку и действительно получит «первый свет».
Римский космический телескоп стоит примерно 4,3 миллиарда долларов США. Его основная миссия — изучение темной энергии, темной материи и крупномасштабной структуры Вселенной, а также поиск внесолнечных планет. Его возможности визуализации большой площади особенно мощны. Хотя разрешение одного изображения аналогично разрешению космического телескопа Хаббл, его поле зрения примерно в 100 раз больше, чем у Хаббла. По данным НАСА, Роман, как ожидается, завершит диапазон наблюдения за небом, на выполнение которого Хабблу может потребоваться 100 лет, примерно за месяц.
Прибор широкого охвата, который носит Роман, имеет 18 детекторов ближнего инфракрасного диапазона, а его возможности получения изображений эквивалентны гигантской камере примерно с 300 миллионами пикселей. Быстро сканируя небо на больших площадях, ученые могут составить карту скоплений галактик и нитей материи и темной материи по всей Вселенной, а также изучить темную энергию — таинственную силу, управляющую ускоряющимся расширением Вселенной.
Если текущие оценки топлива в конечном итоге подтвердятся, потенциальный срок научной эксплуатации Римского космического телескопа составит не менее 22 лет, а цикл его миссии может даже продлиться до конца 2040-х годов. Это не только означает, что НАСА может использовать один и тот же телескоп для получения данных космических наблюдений в течение более длительного периода времени, но также означает, что ученые могут отслеживать темную энергию, темную материю, экзопланеты и другие исследовательские объекты в течение длительного времени, тем самым значительно расширяя объем научных задач, которые может решить эта флагманская обсерватория нового поколения.
Комментарии